基于拓扑优化的多自由度柔顺机构设计（具有多伪自由度的机构）
机器人学
2021-05-18 v1
摘要
与传统机构不同，柔顺机构通过利用弹性应变产生所需变形，因此不需要运动部件。传统机构的自由度数量（亦称机动度）是定义机构构型所需的独立坐标数。由于工作原理不同，此种自由度或机动度的定义不能直接应用于柔顺机构。尽管这些术语无法表示给定柔顺机构的属性，但用于柔顺机构设计时是有意义的。然而，柔顺机构多被视为弹性结构，其中自由度一词含义不同。为避免歧义，将采用伪自由度（已在先前发表工作中引入）这一术语来表示确定一个单一所需变形所需的标量参数个数，即柔顺机构所设计的单一变形。现有许多针对单伪自由度（通常称为“单自由度机构”）柔顺机构的综合方法。对于多伪自由度（多自由度机构）柔顺机构，迄今仅有针对相对简单机构的综合方法，而用于形状自适应等更复杂任务的系统尚未涉及。此外，这些综合方法仅包含横向载荷的某些情形。本文提出一种新颖的优化算法，以解决这两点不足。该算法在一个具有一个平移和一个转动运动自由度的简单机构、一个纯平移柔顺并联机构以及一个形状自适应结构上进行了测试。
引用
@article{arxiv.2105.07894,
title = {Topology-optimization based design of multi-degree-of-freedom compliant mechanisms (mechanisms with multiple pseudo-mobility)},
author = {Stephanie Kirmse and Lucio Flavio Campanile and Alexander Hasse},
journal= {arXiv preprint arXiv:2105.07894},
year = {2021}
}